冲压焊接离心泵叶轮的优化设计与制造工艺研究

发布时间：2020-04-16 10:46

【摘要】： 冲压焊接离心泵是采用冲压、焊接等工艺生产的新型离心泵,具有质量轻、流量小、扬程高、干净卫生等特点,是中小型离心泵的理想替代产品。它是我国在20世纪90年代才研制成功的新产品。由于流体运动的复杂性,以及制造和焊接设备同国外还有差距,因此冲压焊接离心泵的水力设计及制造工艺等方面还有待深入研究。本文基于上述状况,针对冲压焊接离心泵叶轮的水力设计、制造工艺和优化方法等方面进行了研究。主要研究内容和成果如下： 1.针对冲压焊接离心泵叶轮流道狭长、过流表面光洁等特点,采用基于“粘性流”理论对DL2-9级冲压多级离心泵进行水力设计。 2.以提高冲压焊接离心泵的效率、减小汽蚀性能和获得稳定的性能曲线为目的,对冲压焊接离心泵进行多目标优化,利用Matlab优化工具箱对方程式进行优化,得出最佳组合。 3.利用Fluent软件对离心泵内的流场进行数值模拟,得出数值模拟图,如静压力分布图、速度分布图、湍流分布图,从而得到冲压焊接离心泵内部的流动规律。 4.编制叶轮前盖板、后盖板、叶片的冲压工艺,对叶片的落料冲孔复合模和弯曲模进行模具设计,针对可能出现的问题,对模具设计进行分析并提出解决办法。
【图文】：

扭曲叶片,直叶片

但是叶片与前、后盖板接触轨迹都是一条空间曲线，不利于焊接定位。保证了焊接要求。但是直叶片焊接后，叶片与前盖板、后盖板之间存在一定的缝隙，使得叶轮流道产生串流，同时对叶片与前盖板焊接处的强度产生不良影响〔3D]，如图2一3所示:图2一3直叶片图2一4扭曲叶片2.扭曲叶片采用逐点绘图法或参数化绘图方法。针对直叶片的进口冲击损失大、泵的抗汽蚀性能差等缺陷，采用扭曲叶片可以弥补这种缺陷。将前盖板做成带有一定锥度，对叶轮前盖板与叶片组合焊接时的定位十分有利，如图2一4所示。但这种叶片在冲压泵制造过程中困难和焊接困难，还属于小批量阶段〔川。3.堵塞流道叶片经过本课题组的研究得出:堵塞流道型叶轮能够较好的限制叶轮流道出口段的扩散，削弱了出口处的射流一尾流结构，从而有较高的效率和扬程。因此在冲压焊接离心泵叶片中选择堵塞流道型，考虑到焊接的可靠性和制作的方便性设计为一体。如图2一5所示。图2一5堵塞流道叶片2.4本章小结本章主要介绍了以“理想流体”作为参照量，把粘性边界层

流道,叶片,前盖板

但是叶片与前、后盖板接触轨迹都是一条空间曲线，不利于焊接定位。保证了焊接要求。但是直叶片焊接后，叶片与前盖板、后盖板之间存在一定的缝隙，使得叶轮流道产生串流，，同时对叶片与前盖板焊接处的强度产生不良影响〔3D]，如图2一3所示:图2一3直叶片图2一4扭曲叶片2.扭曲叶片采用逐点绘图法或参数化绘图方法。针对直叶片的进口冲击损失大、泵的抗汽蚀性能差等缺陷，采用扭曲叶片可以弥补这种缺陷。将前盖板做成带有一定锥度，对叶轮前盖板与叶片组合焊接时的定位十分有利，如图2一4所示。但这种叶片在冲压泵制造过程中困难和焊接困难，还属于小批量阶段〔川。3.堵塞流道叶片经过本课题组的研究得出:堵塞流道型叶轮能够较好的限制叶轮流道出口段的扩散，削弱了出口处的射流一尾流结构，从而有较高的效率和扬程。因此在冲压焊接离心泵叶片中选择堵塞流道型，考虑到焊接的可靠性和制作的方便性设计为一体。如图2一5所示。图2一5堵塞流道叶片2.4本章小结本章主要介绍了以“理想流体”作为参照量，把粘性边界层
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH311

【引证文献】